电子科技大学 射频电路 期中考试习题库 必考

1、5.1分布参数电路与集总参数电路的区别是什么？答：分布参数电路和集总参数电路的区别是：分布参数电路频率高，波长短可以和电路尺寸想比较，同时电参量随空间变化，电磁波在电路中传输效应很明显，传输线上的电感，电阻和线间的电导都不能忽略，线上各点电位不同，处处有储能和损耗，集总参数电路的频率则比较低，电路尺寸和波长相比较很小，可以认为是一点，电场和磁场可以近似看做只随时间变化，不随导线长度、位置而发生变化。5.2传输线有哪些特性参量和工作参量？他们是如何定义的？答：传输线的特性参量包括特性阻抗，传播常数，相速和波导波长特性阻抗：传输线上行波电压与电流之比传播常数A=+J叫）（G+G）相速：行波等波阵面

2、等相位面移动的速度波导波长：波在一周期内沿线所传播的距离传输线的工作参量包括输入阻抗，反射系数，驻波系数，驻波相位。输入阻抗：线上任意一点（参考点）的总电压与总电流的比值称为由该点向负载看去的输入阻抗。反射系数：是传输线上某点反向传播的波（反射波）电压与正向传播的波（入射波）的电压之比称为该点的反射系数。驻波系数：驻波系数是传输线上电压最大值和电压最小值的比值。驻波相位（电压驻波比）：从负载处沿波源方向到离负载最近的电压最小值处的距离。53设一段长为L的有耗传输线，当负载开路（厶_=0）时，测得输入端阻抗为&，当负载端短路（Us=0）时，测得输入端阻抗为乙，计算该线的特性阻抗乙。=乙解

3、:当Z产0（短路）当=s（开路）解之得到5.4一段终端短路的传输线，线长l=2cm,工作频率/=3GHj=试判断输入阻抗分别呈何特性。若传输线的特性阻抗乙=50Q,Z（/）=J262Q，试求上述两频率下短路线的长度。解：当/=3G/f一时9甘心寸感性的当/=6GH：时4£n=j乙tg寸容性的欢迎阅读欢迎阅读欢迎阅读当乙产丿25©时对于f=3GH：解得/=2.2cm对于/=6GH.解得/=1.Icm5.5以知无耗传输线的负载阻抗乙=25+)250,特性阻抗乙=50Q,求传输线上的反射系数，驻波系数和距离终端2/4处的输入阻抗。解：5.6以知如图所示的同轴传输线电路，工作频率/

4、乩，空气填充部分(A)的特性阻抗乙=50。，试求同轴传输线的输入阻抗。解：在A段在B段从AB分界点向负载看去的输入阻抗所以总的输入阻抗可直接用圆图求解。5.7试分别绘出无耗传输线终端开路，短路和匹配时电压，电流相对振幅沿线的分布图，并列出相应的工作参量。解：虚线为电流的振幅比实线为电压振幅比短路时开路时终端接匹配负载的时候5.8假定无耗传输线负载端的反射系数为匚=0.5夕"，试绘出线上电压，电流相对振幅分布图。电压电流相对幅度分布图如下：5.9试求如图所示的各无耗传输线电路ab端的输入阻抗乙“,o鶴z”=z务需(2)从A点向右看去乙貯乙欢迎阅读ZjZtanAZH=Z.=2乙乙+忆远0

5、牛5.10计算如图所示的无耗传输线电路中个线段上的驻波系数。解：（1）：对于A段故反射系数r=o对于b段（2）对于第一段对于第二段对于第三段5.11计算如图所示的无耗传输线电路三段线中的驻波系数和两负载的功率。解：卜互盘乙+乙对于第一段对于第二段对于第零段设传输线输入功率为则主线上的功率为两负载平分功率，故5.12导出（5.10-9a）和（5.10-9b）,并在半径为2.5cm的圆内描出R=0.5,1.5；X=0.5,-0.5,1.5,-1.5,2,-2的线族，分别标出X,R,的数值。解：r（/）二乙厂乙=二1乙，+乙Z+1令r（/）=/+jv带入经过简单整理得到（圆图略）5.13分别画出阻抗

6、及导纳圆图的示意图，并标明三个特殊点，三个特殊线，两个特殊半圆面以及两个旋转方向。注意：阻抗圆图和导纳圆图传向负载都是逆时针旋转，传向波源都是顺时针方向。5.14以知传输线上某一点归一化阻抗Z=0.5-j0.8，试用圆图计算（1）由该点向负载方向移动电长度/2=0.209处的阻抗；（2）由该点向波源方向移动电长度/2=0.079处的阻抗；解：如图A点为Z=0.5-j0.8,因此（1）求得由该点向负载方向移动电长度/=0.209处（图中C点）的阻抗为Z=i+jl3欢迎阅读（2）由该点向波源方向移动电长度/2=0.079处（图中B点）的阻抗为Z=0.3-0.24J5.15已知传输线特性阻抗乙=50

7、0,工作波长=10cnio今测得S=2,/还=2,问负载阻抗乙=?。解：S=2=>T=-3直接用圆图求解：从波节线出发，沿r=|逆时针旋转0.2电长度，即为所求。也可用公式计算：5.16有一特性阻抗乙.=50。，负载乙=50-J60Q的传输线电路，用圆图求出驻波系数S=?,驻波相位/.=?以及负载导纳V=?rnun丄I解：z=l儿2如图：求的5=3.25.17已知特性阻抗乙=100。的传输线上驻波系数S=2.5,若负载是一个小于特性阻抗的纯电阻,试求乙I，I以及距离负载端几=0.14处的输入阻抗。O,丄Imin©maxrL解：S=2.5则lrl=|由于负载小于特性阻抗解得,Zl

8、=40_1（p1.=（_1）=0Qmm4JI可见7=0.25，max5.18利用圆图计算下图传输线电路的输入阻抗Z”图中=40-j30Q.解：由如图所示圆图解法得到在a点向右看的输入阻抗为z泅=0.5+J0.47于是得到在总的输入阻抗为九=0.44-丿025.19若将空气填充的金属填充的驻面波导中TM模横行场写成E=-y/,ezHyT云闷：匕试由麦氏方程证明U和I满足方程duzk：、(di”5.20在传输主模的矩形波导axb=2.286xl.016中，AA右方全部填充&=2.6的均匀介质，北'左方入射lw的功率，工作频率/=10G/：,求传输到介质的功率。解：对于矩形波导，其特

9、性阻抗在空气填充的时候当填充介质的时候其特性阻抗为从人4向右看着负载则则传输到介质的功率为5.21在传输主模的矩形空波导中，填入一长为/,介电常数为&的均匀介质块，如图。求介质块引起的反射系数r和|=o时介质块的长度解：对于矩形波导，其特性阻抗在空气填充的时候当填充介质的时候其特性阻抗为要使则7=7,c<,1/1得到5.22求下面电路中心=500时的孑窗和Z“=500时的jX值。乙=400。dminZc=50£l工lT1题4.2图T2解：Z二佥=0.8乙在圆图中顺时针从a沿等S圆旋转到b得到ZLl=+丿°21Z1A=50+yl0.5Q要使ZT2=50则JX=1

10、0.5j5.23无耗传输线，特性阻抗乙=500,端接负载阻抗Zz=10QQo求：(1)用并联单支节进行匹配时的支节接入位置d和支节电长度；(2)用串联单支节进行匹配时的支节接入位置和支节电长度解：(1)乙=0.5,即是图中a点，经过孑=0.152后到达图中b点读得图中b点得归一化导纳值为1+j0.7要得到匹配那么并联支节得归一化导纳值为一0.7j,则欢迎阅读解得/=0.248(2)归一化阻抗值为既是图中a点，顺时针旋转到b点读得=0.098归一化阻抗值为1-J0.78,要使其匹配则要串联接入归一化阻抗值为jO.78的电抗，jtan2/d=>0.78*50=39得到，=0.2465.24无

11、耗传输线特性阻抗乙=600,负载阻抗Z产30CQ+J300Q,釆用间隔为入./8的双支节进行匹配。已知第一支节距负载为0.1入，试求出短路支节的电长度厶/和厶/入o7OU解:Y=仝=0.1-/o.iL乙l300+J300负载的归一化阻抗在圆图中表示为1点，经过0.1归一化电长度顺时针旋转后到2点，2点的等阻抗圆与辅助圆交于3点和3点，经过0.125电长度顺时针旋转到4点和4,在圆图中读得y,=0.14+j0.6y3=0.14+jO.54y4=l+j3要得到匹配那么对于第一种匹配，y2+解得0.24欢迎阅读解得=0.051那么对于第二种匹配，y+=y'-八an2疝5.25求下面的双支节匹

12、配电路中的支节长度'和八。Z厶=100-八0S。解:=0.7+丿0.7从负载经过/长度在圆图中从1点到2点，在2点的等导纳圆中和辅助圆交于3点和3'点，经过maxv归一化电长度为0.125顺时针旋转后交于导纳值为1的等导纳圆的4点和4点,从导纳圆图中读得要得到匹配，那么对于第一种解得0.252对于第二种y,+=y'人=0.42/>0435.26无耗传输线负载的归一化导纳为7,=0.5+",采用间隔为2丿4的双支节进行匹配，求所需要的支节电纳解：在圆图中得到得到负载的归一化导纳值在1点，经过0.25归一化电长度顺时针旋转后得到2点，它的等导纳圆和辅助圆交于

13、3点和3'，经过0.25归一化电长度顺时针旋转后与导纳为1的等导纳圆交与4点和4点,在圆图中读得y,=o.4-jo.8y3=o.4-丿05y4=i+儿2加°11对于第二种y，+=Y-jtail2-/=0.3965.27试判断能否用间隔d=入/10的双支节匹配器来匹配归一化导纳为y；=2.5+八的负载？答：能确定。因为当d选定后，乔Zn严,该圆以外的所有导纳均可匹配，而该圆内为匹配禁区,tair卩d计算可得=1.16=1.16,由此可以判断。欢迎阅读5.28试证明d=兄,/4的双支节匹配器支节导纳所需的值为证明：由传输线理论，对于任意得d得双支节匹配器得歹;和歹;满足如下关系式当4时5.30求如图所示的串联并联支节匹配电路中，串联支节和并联支节的电长度几和Z广°丄+儿I。解：在第一支节处负载得归一化阻抗值为0.2-2.0J,它和第一支节串联后得导纳值为0.2-丿20+jx在和第二支节并联后的导纳值为i+jy,由得到匹配